DE322302C - Verfahren zur Herstellung von Koerpern, die der Hauptsache nach aus graphitaehnlichemKohlenstoff bestehen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Körpern, die der Hauptsache nach aus graphitähnlichem Kohlenstoff bestehen. Vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Körpern, die der Hauptsache nach aus einem graphitähnlichen Kohlenstoff bestehen, die aber außerdem noch Metall oder Metallverbindungen beigemengt enthalten können. Die Herstellung geschieht in der Weise, daß die Kohle mit einem Metall oder einer Metallverbindung gemengt und hierauf so lange und auf so hohe Temperaturen erhitzt wird, daß eine Masse entsteht, die bis zu gewissem Grade dehnbar und biegsam ist.
• Es ist eine - bisher unbekannte Tatsache, daß es möglich ist, durch genügend langes und genügend hohes Erhitzen eine Mischung von Metallen und Kohle in eine Masse - zu verwandeln, die sich fast in jeder Beziehung wie ein Metall verhält. Die Massen, wie sie nach vorliegender Erfindung erreicht werden, haben einen elektrischen Leitungswiderstand, der der Größenordnung nach ganz dem der Metalle entspricht und deren Temperaturkoeffizient positiv ist. Der Körper ist metallisch glänzend; außerdem, wenn er genügend homogen ist, auch biegsam und bis zu gewissem Grade dehnbar, ähnlich wie ein Metall; wenn auch nicht immer in demselben Maße.
• Die Temperaturen und die Erhitzungsdauer, die angewendet werden muß, um diese Verwandlung hervorzurufen, ist zum Teil abhängig von den verwendeten Ausgangsmaterialien. Die Temperatur liegt im allgemeinen sehr hoch und jedenfalls wesentlich höher als die Temperaturen, die man in den meisten bisher gebräuchlichen Öfen erzielt. . Im = all-. gemeinen muß man auf Temperaturen zwischen 25oo und 4000° erhitzen, um in verhältnismäßig kurzer Zeit die Umwandlung herbeizuführen. Dabei kann das verwendete Metall oder die Metallverbindung unter Umständen ganz oder teilweise verdampft werden. Die Qualität des Endproduktes wird dadurch im allgemeinen nicht oder doch nicht wesentlich verschlechtert. Sehr vorteilhaft ist eine Anordnung derart, daß man das Metall in das Innere der Kohle einbettet, so daß es dann bei der Erhitzung von innen nach außen in die Kohle eindringt. Man kann z. B. so verfahren, daß man einen Draht aus dem betreffenden Metall, z. B. einen Wolframdraht, verwendet und auf diesen in an sich bekannter Weise durch Erhitzen . in Kohlenwasserstoff o dgl. eine Kohleschicht aufpräpariert. Man erhält dann einen Körper, dessen Seele aus Metall besteht, das umhüllt ist von einem Mantel aus Präparierkohle. Beispielsweise kann dabei, wenn man Wolfram als Metall nimmt, das Verhältnis so gewählt werden, daß das Volumen der umhüllenden Kohle etwa das 5o bis Zoo fache des Volumens des Wolframs, das Gewicht also beispielsweise das zehnfache des Wolframs beträgt. Der so erhaltene Körper wird dann in einen elektrischen Ofen gebracht und hier durch Erhitzung von außen, die durch direkte Widerstandserhitzung unterstützt werden kann, auf beispielsweise 3 000 bis 3 500' erhitzt, wobei die Temperatur mit Hilfe eines optischen Pyrometers kontrolliert werden-.kann. Eine Erhitzung in der Größenordnung von einigen Minuten (beispielsweise 1/4 Stunde) genügt, um die Reaktion bei Fäden von einem Gesamtdurchmesser von .etwa 0,3 mm durchzufüLren. _ Bei stärkeren Fäden oder Stäben- muß im altgemeinen länger erhitzt werden.
• Da es in - mehrfacher Beziehung mit technischen Schwierigkeiten verbunden sein kann, den Ofen während längerer Zeit auf so hohen Temperaturen zu erhalten, so kann es vorteilhafter sein, die Erhitzung nicht in einem Arbeitsgang zu vollenden, sondern ein oder mehrere Male zu unterbrechen, um dem Ofen Gelegenheit zu geben, sich weder abzukühlen.
• Die Erhitzung geschieht unter Abschluß der Luft am besten in einem Kohlerohr, das von Kohlenstoff umgeten ist. Bei der Erhitzung bi'.det sich dann wahrscheinlich in dem Ofen eine indifferente Atmosphäre von Kohlenoxyd.
• Im allgemeinen wird das Ve_fahren erleichtert, wenn man nicht oder wenigstens nicht ausschließ:ich von schon fertig gebildetem G aphit ausgeht, sondern ungraphitierte Kohle verwendet.
• Da es vorkommen kann, daß die durch den Erhitzungsprozeß erhaltene Masse nicht vollkommen gleichmäßig ist, so kann man durch eine Art Präparierverfahren mit nachfolgender erneuter Erhitzung die Ungleichmäßigkeiten ausgleichen. Ungleichmäßigkeiten in der Dichte und Struktur der Körper lassen sich aber auf diese Art nicht ausgleichen. Dagegen kann man durch sehr hoben Druck, den man entweder während der Erhitzung oder auch nach der Erhitzung anwendet, Körper von sehr großer Gleichmäßigkeitundmechanischer Widerstandsfähigkeit erhalten. Der Druck wäh.end der Erhitzung wird am einfachsten in der Weise erzeugt, daß man die Erhitzung in einem D:uckgefäß vornimmt, das ein Beobachtungsfenster hat. Man kann dann bis zu einigen ioo Atmospl-ären Druck gehen und erzielt gleichzeitig den Vortea, daß die Erhitzung entsprechend dem höheren. Verdampfungspunkt der Kohle weiter getrieben werden kann als es sonst der Fall wäre.
• Für die Druckbehandlung nach dem Erhitzen ist es im allgemeinen notwendig, geeignete Formen zu verwenden, in die der Körper eingebettet werden kann. Man wird deshalb zunächst solche Körper herstellen, für die man gut passende Preßformen gewinnen kann, z. B. zylindrische oder prismatische Stäbe u. dgl. Durch Anwendung sehr hohen Druckes lassen sich diese im allgemeinen deformieren und in Körper von großer Gleichmäßigkeit und vorzüglichen mechanischen Eigenschaften verwandeln. Man kann sogar mechanische Bearbeitung durch Hämmern, Walzen u. dgl. bei entsprechend vorsichtiger Behandlung der Masse vornehmen.

Claims (1)

1. PATENT-AN5PRÜcHE: i. Verfahren zur Herstellung von Körpern, die der Hauptsache nach aus graphitähnlichem Kohlenstoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper aus Kohlenstoff und einem Metall oder einer Metallverbindung so hoch und so lange unter LuftabFchluß erhitzt wird, daß eine in der Kälte biegsame und deformierbare Masse entsteht. a. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Faden oder Stab aus Wolframmetall Kohlenstoff aufp- äpariert wird, worauf der Körper in einem elektrischen Ofen so lange auf eine Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes des Wolframs oder darüber erhitzt wird, bis eine gleichmäßige, bis zu gewissem Grade biegsame und deforrmierbare Masse entstanden ist. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Erhitzen erhaltene Körper durch hohen Druck oder durch mechanische Bearbeitung weiter verdichtet und homogen gemacht wird.